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Abschnitt IV.
Stösse in der Maschine,
deren Ursachen und Beseitigung.
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Wie wir aus den vielen Beispielen ersehen haben, bilden die Stösse in der Dampfmaschine einen hohen Prozentsatz der Krankheiten und wollen wir im Nach- stehenden uns einmal ausschliesslich mit den Stössen befassen.
Stösse.
Die Stösse können ihre Ursachen haben: , 1. In fehlerhafter Konstruktion, z. B. nicht zweck- entsprechender Steuerung, zu schmaler oder zu niedriger Kreuzkopfkeil, Kolben lose auf der Stange durch zu schwach gewählten Conus, ungünstiger Massen- wirkung, zu schwacher Rahmen, infolge dessen Durch- biegen desselben, zu schwache (also federnde) Kurbel oder Hauptachse.
2. In schlechter Ausführung, z. B. Schiefsitzen des Kurbelzapfens in der Kurbel, oder der Letzteren auf der Hauptachse, nicht genau rechtwinklig zur Geradführung, oder nicht genau horizontal eingepasstes Kurbellager, zu viel Überlauf der Kolbenringe, zu lose Excenterbügel etc., lose Kurbel, durch unrichtiges Aufziehen derselben.
3. In mangelhafter Montage, z. B. nicht genaue Einhaltung eines rechten Winkels zwischen Oylinder- und Geradführungsmittel zur Hauptachse, nicht rechtwinklig zur Schwingungsebene der Treibstange liegende Welle, schlechtes Untergiessen der Maschine etc.
4. In nicht sachgemäss hergestelltem Fundament,
ee232 Stösse.
z. B. Verwendung von minderwertigen Steinen und schlechtem Mörtel, und noch event. auf die ganze Tiefe freistehendes Fundament.
5. In schlechter Wartung, z. B. nicht rechtzeitiges Nachhelfen resp. Nachziehen der Lagerschalen von Kurbel- lager, Kurbelzapfen und Kreuzkopfbolzen, ungenügende Ölzufuhr oder Verwendung von schlechtem Schmieröle in das Innere des Öylinders, hierdurch Fressen der Kolben- ringe oder des Schiebers und als Folge zu viel Wider- stand und Schläge etc.
Stösse im Hauptgestänge.
Jeder in dem Gestänge auftretende Stoss bedingt einen Spielraum zwischen Zapfen und Lagerschalen. Denken wir uns, alle Lager und Gelenke schliessen mathematisch genau dicht, so kann ein Stoss in der Maschine nicht auf- treten.
Um also die Ursache eines Stosses zu ermitteln, müssen wir zunächst unser Augenmerk auf die Lager lenken und zwar im besonderen beobachten: das Kurbelwellen- lager, den Kurbelzapfen, den Kreuzkopfbolzen und die Kreuzkopfführung.
1. Das Kurbelwellenlager. Zu viel Spielraum zwischen Zapfen und Lagerschalen kann folgende Er- scheinung hervorrufen:
a) an den auf der Mitte der Kurbelachse meist noch sichtbaren Körnern kann man ein Tanzen bezw. das Hin- und Hergehen der Kurbelachse erkennen;
b) die Lagerschalen zeigen eine hin- und hergehende Bewegung;
c) Erschütterungen der Treibstange (bemerkbar, indem man die Hand während des Ganges auf dieselbe lest, Fig. 553).
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Stösse. 233
2. Der Kurbelzapfen. Der Schlag im Kurbelzapfen äussert sich im allgemeinen durch helleren Klang, als der des Kurbelachsenlagers. Man hält auch hier wieder während des Ganges die Hand auf die Treibstange und äussert sich der Schlag zuckender, als wenn der Kurbelzapfen dicht schliesst und im Hauptlager der Spielraum sitzt.
3. Der Kreuzkopfbolzen. Der Schlag äussert sich hier ähnlich, wie beim Kurbelzapfen. Um nun festzustellen, in welchem Lager der Spielraum sitzt, empfiehlt sich folgende höchst einfache Methode.
Man führt dem Lager möglichst schnell und möglichst viel Schmieröl zu (bei Schmierung mit Staufferbüchsen lässt sich dies am besten erreichen). Dies zugeführte Öl füllt für den Augenblick den Spielraum aus, der Schlag wird schwächer und dumpfer! Auf diese Weise kommt man in fast allen Fällen zum Ziele.
Wenn man so den Sitz des Stosses ergründet hat, ist es aber noch lange nicht so einfach, denselben zu be- seitigen; viele Lager haben die unangenehme Eigenschaft, dass sie heiss laufen, sobald man die Lagerschalen zu dicht einstellt. Eine Maschine, welche schon längere Zeit geklopft, hat nicht selten beschädigten Lagerlauf.
4. Die Kreuzkopfführung. Zu viel Spiel der Gleitbacken gegen die Führung kann auch Schläge hervor- rufen, welche sich dann immer in der Nähe des toten Punktes äussern, da in der Totpunktlage die Gleitbacken nicht auf die Führung gedrückt werden, sondern eine voll- ständige Entlastung eintritt.
Grundursachen der Stösse im Hauptgestänge.
Wir haben schon erwähnt, dass ein gewisser Spiel- raum vorhanden sein muss, wenn Stösse eintreten und auch darauf hingewiesen, dass es mit dem besten Willen häufig nicht gelingt, das Spiel in den Lagern zu beseitigen. Die mehr oder weniger schlechte Beschaffenheit des Haupt- lagers, unvollkommene Nachstellvorrichtung der Lager- schalen, schiefsitzender Kurbelzapfen etc. sind Hindernisse, welche sich ohne umfassende Reparaturen der Maschinen- fabrik nicht beseitigen lassen.
In solchen Fällen müssen wir die Grundursache des Stosses ermitteln.
Diese kann bestehen in:
234 Stösse.
1. Ungünstigem Druckwechsel im Gestänge.
Jeder Stoss ist mit einem Druckwechsel im Lager verbunden.
Durch eine Änderung der Steuerung kann der Druck- wechsel verlegt und auch die Stärke der Stosses mehr oder weniger beeinflusst werden, so z. B. kann durch das Vergrössern der Voreilung einer Maschine der Schlag stärker oder schwächer werden. 2
7ites Beispiel. (Stoss im Gestänge.)
So wurde der Schieber des Donauschiffes „Szobb“ auf.
3 mm lineares Voreilen gestellt, und als man die Maschine an- gehen liess, wurde jede Bewegungsumkehr von einem solchen Stosse begleitet, dass man nach wenigen Hüben für die Existenz der Maschine ernstlich Sorge tragen musste. Sie wurde nun abgestellt, der Schieber auf 5 mm lineares Voreilen justiert und die Maschine ging tadellos. Doch so oft man des Versuchs halber auf 3 mm zurückging, traten gleichzeitig die Stösse wieder in das Gestänge (s. auch Radinger, Dampfmaschinen, Seite 81).
Man untersuche jedoch stets die Diagramme*) bevor man eine Änderung der Steuerung vornimmt.
3, Loser Kolben. Ein Kolben, welcher nicht fest auf der Stange sitzt und sich während jeden Hubes vom Conus abdrückt, veranlasst durch seine Masse eine Er- schütterung der Kolbenstangen, welche sich dem Cylinder mitteilt, sich aber besonders auf die Lager überträgt, so dass demjenigen, welcher weniger mit kranken Dampf- maschinen umzugehen Gelegenheit hatte, die Hauptursache ganz entgeht.
3. Festklemmen der Kolbenringe in irgend einer Kolbenstellung.
Es kommt vor, besonders bei mangelhafter Schmierung des Innern des Dampfeylinders, dass die Kolbenringe
„festbremsen“, wie man zu sagen pflegt. Dies macht sich gewöhnlich bemerkbar durch Brummen im Dampfeylinder, Zittern des Letzteren und durch Schlag in den Lagern.
4. Durchbiegen des Bajonettrahmens. Zu schwach konstruierte Bajonettrahmen findet man sehr häufig. In der Mittelstellung der Kurbel (Fig. 554) wirkt eine Kraft nach unten und verbiegt den Rahmen. Man sucht sich dann zu helfen nach Fig. 555 durch Anordnung der Stütze c.
*) nach Haeder Jndikator II. Aufl. S. 209— 214.
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235
Fig. 555.
5. Ungenaue Montage der Maschine und schief- sitzende Kurbelzapfen.
Bilden Cylinder- und Achsenmittel nicht genau einen Winkel von 90°, so wird sich immer ein Schlag einstellen.
Man ist nicht imstande, den Kurbelzapfen schliessend zu machen, die Schale wird in einer Kurbelstellung vorn, in der andern hinten anliegen. Dieselbe Erscheinung zeigt ein schiefsitzender Kurbelzapfen. Es ist nicht so einfach, diese beiden Fehler an einer Maschine festzu- stellen. Hierzu:
72tes Beispiel. (Stoss in der Maschine.)
Eine Dampfmaschine in der Gegend von Magdeburg zeichnete sich vom Tage der Inbetriebsetzung an durch heftige Stösse aus. Alle vom Lieferanten der Maschine angewandten Mittel waren fruchtlos, bis Ingenieure und Werkmeister durch Messungein Schiefsitzen des Kurbelzapfens konstatierten. Darauf- hin wurde eine neue Kurbelwelle mit Kurbel und Kurbelzapfen angefertigt, dieselbe eingebaut und die Maschine klop fte ruhig weiter.
Ein sehr gutes Kontrollmittel besteht darin, dass das Treibstangenende von dem Kreuzkopf gelöst und die Treibstange in die entgegengesetzte Richtung gelegt
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Be
Fig. 556. Kontrolle.
wird (Fig. 556). Dreht man nun die Hauptachse, so muss das Ende der Treibstange auf einem Brette « während einer Umdrehung eine gerade Linie beschreiben.
236 Fundament, mangelhaftes.
Zeigen sich Abweichungen, so sitzt der Kurbel- zapfen schief. Ein anderes Hülfsmittel ist das Abschnüren, welches sich nach Entfernung der Treibstange und des Kolbens gut ausführen lässt, aber immerhin einen halben bis einen Tag Zeit erfordert. Ohne Entfernung der ge- nannten Teile wird sich kaum ein gutes Resultat erzielen lassen.
6. Mangelhaft hergestelltes Fundament. Das Fundament muss guten Baugrund haben und soll an den Seiten nicht freistehen. Beides kann Bewegung des ganzen Fundamentes, also auch der Maschine hervorrufen und zu Erschütterungen und Stössen Veranlassung geben. Ebenso wird die Stabilität des Fundamentes durch schlechte Steine und schlechten Mörtel beinträchtigt.
1. Lose Verbindung zwischen Rahmen und Funda- ment, meist eine Folge des schlechten Untergiessens des Fundamentrahmens und zu geringer Berührungsfläche des Rahmens mit dem Fundament. Maschinen, welche seit längerer Zeit starken Stoss haben, lassen fast immer eine Verschiebung des Rahmens gegen das Funda- ment erkennen. Im Walzwerkbetrieb findet man Maschinen, bei welchen sich der Rahmen mehrere Millimeter hebt und senkt. Ein nachträgliches Untergiessen bringt wenig Vorteil, bezw. hält nicht lange vor, wenn man nicht den Stoss in der Maschine in sich beseitigt.
Das Beseitigen der Stösse im Hauptgestänge.
Hat man die Grundursache des Stosses gefunden, so muss man darnach trachten, diese Ursache zu be- seitigen oder wenigstens deren Einfluss zu vermindern.
Schwächer wird der Stoss immer, wenn man. den Spielraum in den Lagern verringert.
In den seltenen Fällen ist es gestattet, die Kurbel- achse nach der Maschinenfabrik zu nehmen und so auf bequeme Art die beschädigten Lagerläufe in guten Zustand zu setzen. An Ort und Stelle muss man sich, so gut es angeht, durch Nacharbeiten, besonders Nachschaben des Lagerlaufs und der Schalen helfen.
Sehr häufig lässt die Oberfläche der Kurbelzapfen zu wünschen übrig, und besteht ein gutes Mittel, dieselben zu glätten, darin, dass man mittelst Holzkluppe nach
Stösse im Hauptgestänge. 237 Seite 46 Fig. 103 erst mit feinstem Schmirgel und Öl und sodann mit Öl allein mehrere Stunden lang nachhilft.
Da besonders Lagerschalen von Bronze nach dem Warmwerden sich schärfer krümmen und infolge- dessen an den Teilstellen kneifen (bei Rotgusslagern ist diese Erscheinung nicht so stark), so bohrt man zweck- mässig zweiteilige Lager um 0,5, und vierteilige um 0,8 °/, weiter als der Zapfendurchmesser.
Fensterförmige Ausgiessungen der Rotgussschalen mit Weissguss“) sind zu verwerfen. Der Lagerlauf soll nur mit ein und demselben Lagermaterial in Be- rührung kommen.
Eine grössere Anzahl Fabrikanten will mit dem fenster- formigen Ausguss gute Erfahrung gemacht haben, und führt die Konstruktion heute noch aus. Man muss den Rotguss vorher verzinnen, damit der Weissguss gut hält.
Geschieht dieses nicht, so bröckeln Stücke vom Weissguss ab und das Lager läuft heiss.
Während des Betriebes empfiehlt sich, zur Beseitigung der rauhen, bezw. der riefigen Lagerstellen das Einbringen von Schwefelblüte, welche in grösseren Mengen und mit Schmieröl vermischt, dem betreffenden Lagerlauf zugeführt wird. Das Lager kann hierbei in ziemlich heissem Zu- stande sein, doch muss man acht geben, dass ein Fest- brennen nicht stattfindet. Die Zuführung der Schwetel- blüte soll bei flottem Betriebe und längere Zeit stattfinden.
In den meisten Fällen erhält man einen glatten Lagerlauf.
Wenn ein Hauptlager mit allen Mitteln nicht kalt zu bekommen ist, wendet man wohl auch ein Gewalt- mittel an (welches jedoch gefährlich werden kann), darin bestehend, dass man die Maschine trotz Warm- laufens noch mehr Touren machen lässt als gewöhnlich und während des Ganges grössere Mengen Schwefel- blüte und Öl auf die Laufflächen bringt. Unter ge- eigneten Verhältnissen geschieht dieses bei gelöstem Haupt- lagerdeckel.
=) Die Mischung für Weissguss wird nacn Kirchweger zweckmässig: Zuerst geschmolzen 9!/, Teile Kupfer, in das flüssige Kupfer kommen 13 Teile Antimon, darauf 59 Teile reinstes Zinn. Gut gemischt, ausgegossen und zerkleinert. Von dieser Mischung werden 27 Teile geschmolzen, dann 29%), Teile reinstes Zinn zugesetzt, gut gemischt und in Barren gegossen.
238 Heisslaufen der Lager, Flächendruck.
Aber selbst beim besten und richtigsten Lagerlauf kann eiu
Heisslaufen der Lager
eintreten, sofern man die Lagerschalen zu fest gegen den Lauf presst.
Wichtige Faktoren, welche auf das Heisslaufen der Lager Einfluss haben, sind folgende:
l. zu hoher Flächendruck p,
. zu hohe Umfangsgeschwindigkeit des Zapfens bei gegebenem Flächendruck (p - v zu gross),
UN
3. unzweckmässige Zuführung der Schmiermittel, 4. ungeeignetes Lagermaterial,
5. zu hohe Pressung durch Kräfte, die infolge mangelhafter Konstruktion auftreten, z. B. federnde Welle,
6. Stösse.
Flächendruck und Umfanrgsgeschwindigkeit.
Es bezeichnen:
d Durchmesser des Lagers in cm,
! Länge des Lagers in cm, n Umdrehungszahl pro Min.,
“P Gesamtflächendruck in kg,
p—= = Flächendruck pro gem in kg, U: 10:7
60 - 100
in m pro Sek., so sollen folgende Werte nicht über- schritten werden:
Umfangsgeschwindigkeit des Zapfens v=
Tab. 1. Flächendruck und Produkt 2». ®.
| Kurbellager | Kurbelzapfen
Druck pro gem p ı 17—21 ’ 20=78
Produkt pev—| 25—32 45—65
Beim Vorhandensein zu hohen Flächen- drucks wird das Material der Lagerschalen an der Lauffläche zerdrückt. Es lösen sich von der Oberfläche des Lagerlaufes ganz dünne Metallplättchen ab (Fig. 597). Diese Zu hoher erhöhen die Lagerreibung und führen zum
Fig. 551.
Flächendruck. Festbrennen. Hierzu ein Beispiel:
8
ps
Flächendruck, Stoss im Steuergestänge. 239
73tes Beispiel. (Flächendruck.)
Eine Walzenzugmaschine mit Kondensation Hochdruckcylinder d = 540 mm
NiederdrBeDI 160
IE — 900:
Tournn . - . = 100 pro Minute
usm Alm. Überdruck
ergab:
Tab. 2. Ausgerechnete Werte für das Beispiel.
re 16x20 em | Kurbellager 29x44 cm
| |
Umfan en | | Umfangs- |
een Dame: Fe Baus , Produkt digkeit ie aerz! INdiekeit p2oraem
| |
bru 1 ahip.2 Bea Per
Se |ee 0,83 m | 99 ke9 82N2 Al|| IR m“E |n kg |38 kgm
Maximal- | = | | 4
atane, ons|1ı0 kg\99 kggm 1,5 m| 30 kg | 45 kgm
Diese Zahlen übersteigen wesentlich die in Tabelle 1 angegebenen zulässigen Werte.
In Wirklichkeit stellte sich denn auch heraus, dass die Maschine nicht arbeitsfähig war, nach kurzer Betriebs- zeit lösten sich Metallplättchen nach Fig. 557 ab, der Kurbelzapfen und das Hauptlager lief heiss. Der Lieferant der Maschine musste Letztere zurücknehmen und durch eine ganz neue Maschine ersetzen, ohne irgend welche Entschädigung.
\ Stoss im Steuergestänge.
Die Heftigkeit der Stösse im Steuergestänge hängt ebenso wie beim Hauptgestänge von der Grösse des Spielraumes in den Gelenken und den Excentern ab.
Lose Schieber.
Bekanntlich darf der Grundschieber nicht fest mit der Schieberstange verbunden sein, damit er auch nach erfolgter Abnutzung der Schieberfläche noch auf den Schieberspiegel gedrückt wird. Hat der Schieber jedoch
240 Klopfen im Cylinder.
zwischen den Muttern oder Bunden ee (Fig. 558) zu viel 3 Spielraum, so macht sich
et e a ein Schlag bemerkbar,
welcher sich sehr häufig A auf die Kurbelwelle k der-
Fig. 558. Loser Schieber. art überträgt, dass ınan
meint, der Stoss rühre vom Hauptgestänge her. Je mehr Spielraum nun das Gelenk a und das Excenter 5 hat, um so stärker ist der Schlag. Da es nun sehr selten dicht schliessende Excenter giebt, so findet man auch selten wirklich ruhig gehendes Gestänge bei Schiebermaschinen.
Auch hier kann man sich durch die auf Seite 237 an- gegebene Methode (Zuführung grosser Partieen Schmieröl) überzeugen, ob der heftige Stoss vom Excenter auf die Hauptachse übertragen wird.
Um das Spiel am Schieber zu beseitigen, macht man den Schieberkastendeckel los und zieht die Muttern nach.
Ein Klopfen im Cylinder selbst kann auch durch Abklappen des Schiebers (vergl. Seite 131) hervorgerufen werden, besonders bei Maschinen, die mit Expansions- apparaten arbeiten; am Ende der Expansionsperiode herrscht im Schieberkasten wenig Druck, so dass die Kompression der anderen Cylinderseite den Schieber abdrückt.
Über Fressen der Schieberspiegel s. Seite 110 u. Anhang.
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